智慧課堂場域下教師設(shè)計思維：結(jié)構(gòu)要素與培育路徑

張蓉菲 田良臣

[摘? ?要] 教師設(shè)計思維作為智慧型教師的一種創(chuàng)新型認(rèn)知方式，其與智慧課堂場域具有緊密的邏輯關(guān)聯(lián)性。文章指出智慧課堂場域下教師設(shè)計思維培育的必要性，剖析智慧課堂場域下教師設(shè)計思維的結(jié)構(gòu)要素，并提出智慧課堂場域下教師設(shè)計思維培育路徑：其一，聚焦學(xué)科認(rèn)知體系建構(gòu)與轉(zhuǎn)化，重塑教師在智慧課堂中的設(shè)計者角色;其二，以教研圈建設(shè)與課例研究為基本方法，促進(jìn)教師群體協(xié)同設(shè)計思維對話;其三，開發(fā)智能識別等思維工具，關(guān)注教師整合性設(shè)計思維建構(gòu)與發(fā)展;其四，開展循證化智慧教學(xué)過程監(jiān)測，助推創(chuàng)設(shè)教師設(shè)計思維建模與應(yīng)用。

[關(guān)鍵詞] 智慧課堂; 教師設(shè)計思維; 結(jié)構(gòu)要素; 協(xié)同設(shè)計; 思維建模

[中圖分類號] G434? ? ? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A

一、問題的提出

隨著人工智能、5G、大數(shù)據(jù)等技術(shù)在教育領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，以智慧教育引領(lǐng)課堂模式改革，已成為智能時代的必然趨勢。然而，盡管人工智能等技術(shù)已廣泛用于課堂教學(xué)，但目前為止，還存在著教師不能適應(yīng)智慧課堂、對智慧課堂存在認(rèn)識偏差以及教師主體身份被淘汰的危機(jī)等問題，并未真正給課堂教學(xué)帶來深層次、大規(guī)模和革命性的改變[1]。在此背景下，教師作為設(shè)計者的角色轉(zhuǎn)型顯得尤為關(guān)鍵，如何基于學(xué)生的個性化需求，靈活設(shè)計教學(xué)內(nèi)容、開發(fā)和創(chuàng)造新的知識框架以及在復(fù)雜的教學(xué)情境中對問題預(yù)設(shè)與決策等關(guān)鍵能力正成為教師不可或缺的核心素養(yǎng)[2]。從這一角度看，教師的傳統(tǒng)線性思維邏輯已不足以解決智慧課堂場域下復(fù)雜化與不確定性的問題，亟須一種指向復(fù)雜教學(xué)問題解決的設(shè)計思維（Design Thinking），對教育實(shí)踐問題進(jìn)行創(chuàng)造性的思考。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，設(shè)計思維已廣泛應(yīng)用于教育、商業(yè)、工程等領(lǐng)域，在促進(jìn)人才創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新等方面發(fā)揮著重要作用[3]。設(shè)計思維作為一種新的認(rèn)知方式、知識情境化創(chuàng)生的過程以及靈活的方法論，可為智慧課堂實(shí)踐困境的破解提供新思路。綜觀相關(guān)研究，學(xué)界較為關(guān)注智慧課堂場域下教學(xué)模式構(gòu)建[4]、教學(xué)框架的設(shè)計[5]、教學(xué)平臺的架構(gòu)[6]、教學(xué)工具的研制[7]等，對教師設(shè)計思維發(fā)展與應(yīng)用關(guān)注較少。由此，本研究嘗試通過闡述智慧課堂場域下教師設(shè)計思維培育的必要性及教師設(shè)計思維的結(jié)構(gòu)要素，探究教師設(shè)計思維培育的路徑，以期為推動智慧課堂創(chuàng)新變革提供有益參照。

二、智慧課堂與教師設(shè)計思維的本體釋義

（一）智慧課堂

課堂通常被視為教學(xué)場所、教學(xué)空間、教學(xué)活動的主陣地或是前者的綜合擴(kuò)展。有關(guān)智慧的說辭存在一定的視角差異。例如，懷特海認(rèn)為智慧涉及知識的處理與知識的整體使用[7]，杜威認(rèn)為智慧不僅僅是對知識與技能的習(xí)得，還是運(yùn)用已知去明智地指導(dǎo)人生事務(wù)的能力[8]。綜合來看，可將智慧概括為一種能夠體現(xiàn)創(chuàng)造性思維的內(nèi)在認(rèn)知活動。有學(xué)者指出，智慧課堂以倫理道德和價值認(rèn)同為精神內(nèi)核，運(yùn)用智力、創(chuàng)造性和知識，更好地適應(yīng)環(huán)境、塑造環(huán)境和選擇環(huán)境，以形成教學(xué)新生態(tài)[9]。還有學(xué)者指出，智慧課堂應(yīng)是一種具有情感感知與環(huán)境管理功能的新型教室[10]?；趦煞N認(rèn)識，有學(xué)者將智慧概括為一種能夠體現(xiàn)創(chuàng)造性思維的內(nèi)在認(rèn)知活動，智慧課堂則是一種以新一代信息技術(shù)為手段，幫助學(xué)習(xí)者優(yōu)化思維路徑，體現(xiàn)高階思維和認(rèn)知智慧的高效增強(qiáng)型學(xué)習(xí)空間[11]。綜合來看，智慧課堂應(yīng)是一個依托于新興技術(shù)所創(chuàng)設(shè)的良好文化環(huán)境，促進(jìn)師生思維互動與智慧共同發(fā)生的生命場域。

（二）教師設(shè)計思維

1987年，哈佛設(shè)計學(xué)院彼得·羅（Peter Rowe）在《設(shè)計思維》（Design Thinking）一書中正式引入設(shè)計思維的概念。在教育領(lǐng)域，設(shè)計思維為教師提供了一個解決實(shí)踐問題的框架，并賦予教師解決問題的認(rèn)知技能和方法，旨在解決教育中各種復(fù)雜和新出現(xiàn)的問題[12]。目前相關(guān)研究較多側(cè)重于從知識論、能力論視角對教師設(shè)計思維的內(nèi)涵予以解析。一方面，可將教師設(shè)計思維視為知識情境化創(chuàng)生的過程。從認(rèn)識論上看，知識是隨著新的情境不斷發(fā)展和重構(gòu)的，且與個體的行為經(jīng)驗(yàn)和反思緊密相關(guān)[13]。教師作為情境的認(rèn)知者（Contextual Knower），設(shè)計思維為教師提供了解決問題的新方法、知識發(fā)展的新路徑，能夠驅(qū)動教師對問題反復(fù)地推理、修正與重新定義，將個體經(jīng)驗(yàn)應(yīng)用到復(fù)雜、不確定和矛盾的問題情境中，進(jìn)而促進(jìn)知識建構(gòu)和重構(gòu)。另一方面，教師設(shè)計思維可視為一種智慧行動力。從能力論的角度來看，設(shè)計思維作為教師的一種問題解決的行動方式，能夠促進(jìn)教師的反思性實(shí)踐和教學(xué)決策意識，致力于驅(qū)動教師利用專業(yè)知識去構(gòu)思并優(yōu)化出目標(biāo)明確的教學(xué)活動，使教師不斷審視問題場域，探究如何提供多種因果層次的解決方案。如美國著名經(jīng)濟(jì)學(xué)家、諾貝爾經(jīng)濟(jì)學(xué)獎得主Buchanan所述，設(shè)計思維聚焦于知識探索過程中理論與實(shí)踐的整合，是解決“棘手問題”的關(guān)鍵手段[14]。綜上所述，“知識論”視角強(qiáng)調(diào)基于情境的教師知識建構(gòu)與創(chuàng)生，“能力論”側(cè)重教師智慧行動力以及問題解決能力。無論是知識建構(gòu)與創(chuàng)生，還是問題解決，均只強(qiáng)調(diào)了教師設(shè)計思維產(chǎn)生于某個方面[15]。在智慧課堂場域下，教師設(shè)計思維不應(yīng)只包含個人的知識或能力，據(jù)此，本研究傾向于整合知識論和能力論，并將教師的設(shè)計思維視為一種智慧創(chuàng)新認(rèn)知力，其是實(shí)現(xiàn)教師認(rèn)知從“旁觀者知識論”向“知識情境化創(chuàng)造”轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵所在。

三、智慧課堂場域下教師設(shè)計思維培育的必要性

作為教師的高階思維能力與創(chuàng)新認(rèn)知力，設(shè)計思維是智慧型教師的內(nèi)在組成要素。智慧課堂作為促進(jìn)師生思維互動與智慧共同發(fā)生的生命場域，其與教師設(shè)計思維具有高度的邏輯關(guān)聯(lián)性。其一，教師設(shè)計思維的未來性適切智慧課堂的發(fā)展需求。教師設(shè)計思維的未來指向性能夠幫助教師把握新技術(shù)背景下教育教學(xué)的前瞻性和敏捷性，直面智慧課堂場域下教學(xué)問題的不確定性與復(fù)雜性，思考如何利用技術(shù)手段為學(xué)習(xí)者設(shè)計更富有創(chuàng)造性、多樣化、個性化的學(xué)習(xí)環(huán)境。其二，教師設(shè)計思維情境性關(guān)聯(lián)智慧課堂的運(yùn)行機(jī)制，其不僅關(guān)聯(lián)教學(xué)情境與知識情境，也高度關(guān)聯(lián)著存在現(xiàn)實(shí)生活中的普遍問題與真實(shí)問題。具體而言，智慧課堂場域下教師設(shè)計思維培育的現(xiàn)實(shí)價值如下所述。

（一）促進(jìn)智慧課堂場域下教師智慧的具身化

由沉浸式技術(shù)、人工智能等技術(shù)支撐的智慧課堂旨在為學(xué)習(xí)者提供具身交互、深度體驗(yàn)、多模態(tài)交互的學(xué)習(xí)環(huán)境，進(jìn)而促進(jìn)有意義的學(xué)習(xí)建構(gòu)。如皮亞杰所述，智慧的本質(zhì)是有機(jī)體通過直覺思維對復(fù)雜環(huán)境的適應(yīng)，是邏輯思維的運(yùn)行演繹表現(xiàn)出來的[16]。這說明，有機(jī)體的思維能力是其智慧系統(tǒng)運(yùn)行的基礎(chǔ)，而有機(jī)體思維的發(fā)展是主體通過與客體相互作用的身體活動對認(rèn)知結(jié)構(gòu)進(jìn)行連續(xù)的同化和完善，進(jìn)而將復(fù)雜動作內(nèi)化的過程。神經(jīng)生物學(xué)家瓦雷拉（Francisco Varela）的心智生成論同時指出，個體是在感知運(yùn)動過程中與環(huán)境緊密耦合、交融創(chuàng)生且共同演化發(fā)展思維并形成智慧的[17]。由此而言，有機(jī)體若要具備智慧，就必須具備能夠認(rèn)識客體、適應(yīng)環(huán)境的思維能力，而這種思維能力是在與客體交互的過程中形成的，即個體智慧具身化的過程。智慧課堂場域下的教師設(shè)計思維，同樣具備這樣的運(yùn)行機(jī)制與具身化的過程，主要表現(xiàn)在兩個方面：一方面，設(shè)計思維強(qiáng)調(diào)教師憑借的直覺、感官、想象力建立與智慧環(huán)境的對話。智慧課堂為學(xué)生提供了具有情境感知功能虛實(shí)結(jié)合的泛在學(xué)習(xí)環(huán)境，教師在運(yùn)用設(shè)計思維的過程中，可通過想象、直覺、同理心等感知對接智能技術(shù)來解決復(fù)雜的教學(xué)問題，與學(xué)生產(chǎn)生情感的共鳴，促使學(xué)生與技術(shù)、學(xué)習(xí)與技術(shù)、學(xué)習(xí)與環(huán)境的融合。另一方面，設(shè)計思維強(qiáng)調(diào)教師的“建構(gòu)式探索”，強(qiáng)調(diào)師生共同參與到實(shí)際項目，通過與人工制品的多元交互來創(chuàng)建、實(shí)踐和產(chǎn)生新的解決方案。在設(shè)計思維項目實(shí)踐過程中往往從實(shí)際的設(shè)計問題 （Design Problem）出發(fā)，此類設(shè)計問題恰恰是智慧課堂場域下難以理解的問題，教師和學(xué)生需基于設(shè)計問題采取行動方案。

（二）促進(jìn)智慧課堂內(nèi)外要素的有機(jī)融合與優(yōu)化

雖然智慧課堂在我國很多城市已經(jīng)展開規(guī)劃與實(shí)施，但對于智慧教育及智慧課堂的理解仍然較為模糊，對智慧課堂的結(jié)構(gòu)要素存在割裂化認(rèn)知現(xiàn)象[18]。作為教師個體的創(chuàng)造性的高階思維活動，設(shè)計思維具有獨(dú)特的認(rèn)知特征，能夠幫助教師認(rèn)識智慧課堂的本質(zhì)，促進(jìn)智慧課堂的內(nèi)外要素的有機(jī)融合與優(yōu)化。首先，從智慧課堂內(nèi)部屬性來看，教師設(shè)計思維能夠促進(jìn)相關(guān)概念知識的整合以及認(rèn)知策略的建模[19]。個體的智慧、知識、思維能力、生活體驗(yàn)及精神世界等共同構(gòu)成了驅(qū)動智慧課堂發(fā)展的內(nèi)在要素。教師可通過設(shè)計思維的建模過程支持其知識創(chuàng)生和認(rèn)知策略的可視化，體現(xiàn)教師的批判性思維、邏輯思維與創(chuàng)新思維等內(nèi)隱的智慧。其次，從智慧課堂的外部實(shí)踐過程看，設(shè)計思維為教師提供了解決有關(guān)智慧教學(xué)活動的設(shè)計、資源的獲取、教學(xué)內(nèi)容呈現(xiàn)的方式以及教學(xué)工具的采用等實(shí)踐問題的創(chuàng)造性方法。由此而言，智慧課堂強(qiáng)調(diào)的不僅是知識與技能的運(yùn)用，更指向?qū)W生高階思維的培養(yǎng)，設(shè)計思維能夠幫助教師從整體上把握教學(xué)目標(biāo)，理解技術(shù)工具在課堂教學(xué)過程中存在的目的和意義，幫助教師在認(rèn)清技術(shù)、工具、資源等智慧課堂外部要素的優(yōu)勢和特點(diǎn)，是對智慧課堂內(nèi)外要素解構(gòu)與建構(gòu)的過程。再者，教師設(shè)計思維的情境性能夠反映理論與反思實(shí)踐的辯證互動，優(yōu)化智慧課堂的結(jié)構(gòu)要素[19]。教師在運(yùn)用設(shè)計思維時，其靈感、經(jīng)驗(yàn)和以研究為基礎(chǔ)的理論作為一種隱性知識隱含于行動反思過程中。借助教師與具體教學(xué)情境的反思性對話，可以實(shí)現(xiàn)對智慧課堂內(nèi)外要素的反思和調(diào)整，從而不斷促進(jìn)智慧課堂內(nèi)外要素的優(yōu)化。

（三）喚醒智慧課堂場域下教師的生命教育自覺

對于教育教學(xué)而言，應(yīng)始終關(guān)照教師和學(xué)生的生命發(fā)展訴求。從生命哲學(xué)的視域看，教師作為有機(jī)生命體，存在并孕育于環(huán)境之中，發(fā)展教師自身生命的真正含義是通過生存境遇體驗(yàn)生命的內(nèi)容，創(chuàng)造更多的生命來更新自己，而非創(chuàng)造出非生命的東西。在智慧課堂場域下，若教師缺乏對技術(shù)的辨認(rèn)、甄別、反思等能力，則會導(dǎo)致其與技術(shù)場域下“生命境遇”相隔離。教師設(shè)計思維高度的情境性關(guān)聯(lián)主體的直接經(jīng)驗(yàn)，能夠喚醒智慧課堂場域下教師的生命教育自覺。其一，具備設(shè)計思維的教師更加關(guān)照技術(shù)場域下學(xué)生個體的生活經(jīng)驗(yàn)與人文精神，探究主體真實(shí)需求與客體環(huán)境之間的內(nèi)在邏輯關(guān)系，關(guān)注如何觸發(fā)師生之間的共情（Empathy），可通過促進(jìn)教師與學(xué)生之間的對話來驅(qū)動知識共享和創(chuàng)新。其二，具備設(shè)計思維的教師能夠保護(hù)學(xué)生的創(chuàng)新自信，能夠通過設(shè)計思維過程關(guān)聯(lián)真實(shí)的生活情境，將教師的認(rèn)知指向更為廣闊的生命場域，改善學(xué)生對待自然、生活和學(xué)習(xí)的積極態(tài)度，激發(fā)學(xué)生本身的智慧潛能與高階思維能力。其三，對于智慧課堂中的復(fù)雜和棘手問題，具備設(shè)計思維的教師能夠樂觀面對智慧課堂各種問題的挑戰(zhàn)，以迭代循環(huán)的試錯過程探究問題解決的方案，構(gòu)成激發(fā)教師心智活力與創(chuàng)新思維的動力系統(tǒng)。

四、智慧課堂場域下教師設(shè)計思維的結(jié)構(gòu)要素

一般而言，知識生成與發(fā)展是思維結(jié)構(gòu)的前提。皮亞杰指出，思維結(jié)構(gòu)是主體對客體規(guī)則認(rèn)識的邏輯反映，是一種以知識或知識結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)動態(tài)發(fā)生的過程結(jié)構(gòu)[20]。比格斯認(rèn)為這種過程性的思維結(jié)構(gòu)無法直觀地測量，他認(rèn)為思維結(jié)構(gòu)是結(jié)果導(dǎo)向的，并指出一定的思維結(jié)構(gòu)能夠賦予人以一定的分析、觀察 、記憶能力、理解和創(chuàng)造性解決問題的能力[21]。綜合而言，思維建構(gòu)與知識動態(tài)生成、學(xué)習(xí)結(jié)果表現(xiàn)密切相關(guān)，且認(rèn)知策略、具體方法與工具也是智慧課堂場域下影響個體智慧的核心要素[22]。因此，我們認(rèn)為設(shè)計思維的應(yīng)用展現(xiàn)是個體通過認(rèn)知觸發(fā)進(jìn)而形成思維認(rèn)知結(jié)構(gòu)，進(jìn)而借助思維方法與工具，實(shí)現(xiàn)知識聯(lián)通與創(chuàng)新應(yīng)用的過程，主要涉及認(rèn)知觸發(fā)、方法選擇、工具支撐、應(yīng)用展現(xiàn)四個層面。據(jù)此，本研究提出智慧課堂場域下教師設(shè)計思維的結(jié)構(gòu)要素，如圖1所示。

（一）思維認(rèn)知層

事實(shí)上，作為教師一種創(chuàng)新智慧認(rèn)知力，設(shè)計思維的思維認(rèn)知層可從認(rèn)知過程、認(rèn)知方式、認(rèn)知水平三個面解構(gòu)其要素，如圖2所示。從認(rèn)知過程來看，教師設(shè)計思維的認(rèn)知過程是一個洞察問題、聚焦領(lǐng)域、開發(fā)潛在的解決方案的過程。在智慧課堂場域下，教師通過對學(xué)生如何關(guān)注世界并獲取有效信息的問題發(fā)現(xiàn)，再通過對學(xué)生是如何創(chuàng)造和重用信息的問題聚焦，最終探尋教學(xué)過程中問題解決思維方式。從認(rèn)知方式上看，相對于關(guān)注智慧課堂場域的客觀性、規(guī)律性、量化性的技術(shù)思維與強(qiáng)調(diào)智慧教學(xué)主觀性、經(jīng)驗(yàn)性、情感性的人文思維，教師設(shè)計思維更加關(guān)注兩者的平衡，能夠激發(fā)教師獨(dú)創(chuàng)的智慧性和個性化創(chuàng)新的行動，最終實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成。從認(rèn)知水平上看，智慧課堂場域下的教師設(shè)計思維發(fā)展指向教師高階思維能力（如教師辨識問題的能力、知識表征的能力、演繹推理的能力、發(fā)散思維能力、決策的創(chuàng)造力等）的培養(yǎng)，這些能力共同構(gòu)成了教師對智慧課堂的要素構(gòu)成、性能與主體學(xué)生的關(guān)系、發(fā)展方向及基本規(guī)律的把握。

（二）思維方法層

思維方法層涉及對思維認(rèn)知系統(tǒng)中知識的某種操作，以思維認(rèn)知系統(tǒng)為基礎(chǔ)。在智慧課堂場域下，教師設(shè)計思維方法層是由主體、對象和方法等多種因素構(gòu)成的動態(tài)系統(tǒng)。設(shè)計思維主體是具備思維結(jié)構(gòu)及相應(yīng)認(rèn)識能力的人，思維對象是主體在進(jìn)行設(shè)計思維活動時所指向的目標(biāo)，設(shè)計思維方法則是教師認(rèn)知主體對思維對象進(jìn)行加工的方式和手段。教師作為具備設(shè)計思維結(jié)構(gòu)和認(rèn)識能力的主體，其思維對象可以是某個抽象知識、思維本身、直覺等抽象化對象，也可以是知識概念、技術(shù)、教學(xué)原材料、智慧課堂環(huán)境系統(tǒng)或?yàn)橥瑯幼鳛橛袡C(jī)主體的學(xué)習(xí)者等具象化對象。在智慧課堂場域下，無論教師面對的是具象化思維對象還是抽象化思維對象，其設(shè)計思維方法總是一個創(chuàng)造性和反思性的操作過程，可憑借直覺思維、形象思維、邏輯思維、辯證思維和創(chuàng)造思維等多種整合性的思維形式，不斷完善智慧課堂技術(shù)產(chǎn)品和教學(xué)服務(wù)。

（三）思維工具層

教師的設(shè)計思維工具層是有效影響設(shè)計思維認(rèn)知活動、提高設(shè)計思維方法效能、延伸思維深度，將抽象思維過程具體可視化的技能與方法。首先，在智慧課堂場域下，教師可以借助畫像技術(shù)有效改進(jìn)教學(xué)，并診斷自身專業(yè)發(fā)展待優(yōu)化之處，可以借助畫像工具有效地參與設(shè)計過程并通過數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)分析、畫像描述、問題場景分析、創(chuàng)建假設(shè)、創(chuàng)意發(fā)散等一系列的迭代測試改進(jìn)教學(xué)。其次，在智慧課堂場域下，可通過認(rèn)知地圖實(shí)現(xiàn)對知識編碼與檢索，將教師認(rèn)知過程、概念運(yùn)用及其心理模型可視化，能夠?qū)C(jī)器對知識的表示和應(yīng)用與教師設(shè)計思維的認(rèn)知過程建立聯(lián)系。再次，在智慧課堂場域下，教師設(shè)計思維所面臨的問題和概念知識往往是難以結(jié)構(gòu)化、難以定義的，可通過思維導(dǎo)圖工具對設(shè)計思維過程的建模為教師和學(xué)習(xí)者明確知識獲得的技能和方法，能夠促進(jìn)師生對知識的共同建構(gòu)。再者，在智慧課堂場域下，教師可以通過快速原型（Rapid Prototyping）促進(jìn)概念可視化和體驗(yàn)表現(xiàn)的快速形成，幫助教師確定某一方案在技術(shù)上的可行性，以創(chuàng)建內(nèi)容豐富的應(yīng)用程序模型和富有體驗(yàn)感的學(xué)生交互界面。

（四）思維應(yīng)用層

在智慧課堂場域下，教師設(shè)計思維的應(yīng)用層是設(shè)計思維與智慧課堂各個要素的融合，進(jìn)而通過智慧教學(xué)的實(shí)踐過程實(shí)現(xiàn)學(xué)生高階思維培育，指向教師智慧的實(shí)踐與運(yùn)用，是關(guān)于教師如何通過思維工具運(yùn)用個體智慧和知識經(jīng)驗(yàn)的過程。首先，教師可以借助思維工具的應(yīng)用構(gòu)建認(rèn)知模型，促進(jìn)知識的整合與應(yīng)用，改進(jìn)學(xué)生解決問題的方法。其次，可通過設(shè)計思維的應(yīng)用對現(xiàn)有教學(xué)方法的觀察，鼓勵教師通過專業(yè)知識理論作為認(rèn)知建模的基礎(chǔ)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生建構(gòu)以人為本、合作化、可視化、迭代化的成長型心智模式[23]。再者，教師可通過設(shè)計思維工具促進(jìn)學(xué)生主動對知識概念的系統(tǒng)化建構(gòu)，對智慧課堂教育情境構(gòu)成要素的精準(zhǔn)建模，促進(jìn)課堂項目的實(shí)踐、教學(xué)模式的應(yīng)用、智慧環(huán)境的構(gòu)建，進(jìn)而建立各構(gòu)成要素之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系[24]。此外，教師通過設(shè)計思維的應(yīng)用、智慧課堂應(yīng)用場景的多元設(shè)計、智慧課堂環(huán)境的架構(gòu)設(shè)計與實(shí)施促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)體驗(yàn)[25]，實(shí)現(xiàn)教學(xué)要素智能互聯(lián)、互通的虛實(shí)空間設(shè)計等。

五、智慧課堂場域下教師設(shè)計思維培育路徑

綜上所述，智慧課堂場域下教師設(shè)計思維涉及思維認(rèn)知、思維方法、思維工具、思維應(yīng)用四個層次。作為教師的智慧認(rèn)知力，教師設(shè)計思維的應(yīng)用與發(fā)展應(yīng)以技術(shù)開發(fā)與群體思維碰撞為工具導(dǎo)向，能夠依據(jù)多維的證據(jù)資料，動態(tài)地調(diào)整現(xiàn)有教學(xué)活動以適應(yīng)學(xué)科知識的傳授與建構(gòu)，以期能夠有效利用群體智慧并激發(fā)新的智慧。在智慧課堂場域下，應(yīng)關(guān)注教師學(xué)科認(rèn)知體系建構(gòu)，促進(jìn)教師群體協(xié)同設(shè)計思維的有效碰撞，促進(jìn)教師整合性設(shè)計思維的建構(gòu)與發(fā)展，助推教師設(shè)計思維發(fā)展過程的科學(xué)化建模與揭示。據(jù)此，本研究嘗試從認(rèn)知、方法、工具以及應(yīng)用四個層面，提出智慧課堂場域下教師設(shè)計思維培育路徑。

（一）聚焦學(xué)科認(rèn)知體系建構(gòu)與優(yōu)化，重塑教師在智慧課堂中的設(shè)計者角色

智慧課堂不是一種系統(tǒng)性變革的手段，而是促進(jìn)教師在技術(shù)與學(xué)科知識互動基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)教師智慧行動和個性化教學(xué)的育人場域。目前，不少教師依然將智慧課堂只歸為一種理論的構(gòu)想，對智慧課堂與學(xué)科知識的邏輯關(guān)系、智慧課堂場域下學(xué)科教學(xué)體系設(shè)計缺乏清晰認(rèn)知[25]。因此，教師應(yīng)當(dāng)聚焦學(xué)科認(rèn)知體系建構(gòu)與轉(zhuǎn)化，扎實(shí)學(xué)科儲備與技術(shù)素養(yǎng)，重塑教師在智慧課堂中的設(shè)計者角色。首先，以技術(shù)情境為抓手，以設(shè)計思維重塑教師學(xué)科認(rèn)知體系。認(rèn)知體系建構(gòu)可視為一種改進(jìn)思維的系統(tǒng)方法論，是個體自我組織的、持續(xù)改進(jìn)想法的過程[26]。智慧課堂場域下的個人認(rèn)知體系建構(gòu)不僅包括知識的獲得，同時涉及個體對概念性人工制品（如課程方案、教學(xué)策略、教學(xué)觀念、教學(xué)模式）的知識細(xì)化與創(chuàng)新、認(rèn)知重構(gòu)和認(rèn)知發(fā)展的過程，能夠?yàn)榻處熢O(shè)計思維的培養(yǎng)提供一些整體的、抽象的、頂層的指導(dǎo)原則。教師應(yīng)利用人工智能、大數(shù)據(jù)等智慧技術(shù)構(gòu)建可視化和靈活性較強(qiáng)的教學(xué)空間，豐富和拓展教師認(rèn)知工具，通過設(shè)計思維的運(yùn)用促進(jìn)智能技術(shù)與教學(xué)的深度融合，在技術(shù)知識、學(xué)科知識、教學(xué)知識的交互中重構(gòu)學(xué)科認(rèn)知體系，由此支持教師迭代的設(shè)計思維發(fā)展過程。其次，教師應(yīng)關(guān)注智慧課堂情境的基本結(jié)構(gòu)要素，注重利用技術(shù)應(yīng)用對教師設(shè)計思維的抽象認(rèn)知過程的合理轉(zhuǎn)化，促使教師透過技術(shù)現(xiàn)象反思教育問題本質(zhì)，應(yīng)明確其設(shè)計者身份的育人價值導(dǎo)向，提升學(xué)生的問題解決能力、高階思維。再者，應(yīng)培養(yǎng)教師的智慧課堂設(shè)計者意識與效能感。在智慧課堂場域下，教師對學(xué)科知識的理解不能僅停留在對知識內(nèi)容的簡單認(rèn)知，而應(yīng)以培養(yǎng)學(xué)生高階思維為立場，充分發(fā)揮教師作為智慧課堂設(shè)計者的獨(dú)創(chuàng)智慧性?？赏ㄟ^智能自適應(yīng)技術(shù)、智能數(shù)據(jù)特征提取、智能分類技術(shù)為教師提供針對性資源與教學(xué)素材，促進(jìn)教師對智慧課堂數(shù)據(jù)資源的組織與設(shè)計，促使教師能夠主動參與學(xué)科體系的構(gòu)建與知識的加工，提升教師教學(xué)中整合技術(shù)的能力。

（二）以教研圈建設(shè)與課例研究為思維方法，促進(jìn)教師群體協(xié)同設(shè)計思維對話

智慧課堂場域下教師設(shè)計思維的培育不僅是關(guān)于教師個體的主觀性的智慧行為，更是面向教師與學(xué)生群體協(xié)作優(yōu)化的過程。當(dāng)前教研模式的創(chuàng)建往往是基于大數(shù)據(jù)分析的結(jié)構(gòu)化模式，缺乏實(shí)際課例的分析與研究探討，可操作性與實(shí)踐性有待加強(qiáng)。因此，可為教師構(gòu)建設(shè)計思維教研圈，促進(jìn)教師群體協(xié)同設(shè)計思維對話。其一，構(gòu)建多層次的虛擬教研圈，促進(jìn)教師在不同層面上進(jìn)行設(shè)計思維方法的共享。以人工智能、大數(shù)據(jù)等信息技術(shù)為核心支撐，學(xué)校層面可以建立共享教育資源數(shù)據(jù)庫，形成學(xué)校層面的教師信息數(shù)據(jù)庫，為不同學(xué)段、不同領(lǐng)域的教師構(gòu)建跨時空、跨領(lǐng)域、跨平臺的教研圈，促進(jìn)有關(guān)設(shè)計思維方法的共創(chuàng)、共享。教研管理者可通過布置任務(wù)、開展項目的方式，引導(dǎo)教師自行發(fā)布問題聚焦、初步設(shè)計方案、教學(xué)模式與框架等資源，并通過課堂論壇或會議桌應(yīng)用等云平臺與其他教師分享觀點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)，快速高效地分享教研想法。其二，設(shè)計思維是一個社會性構(gòu)建過程，可以通過課例研究助推教師設(shè)計思維方法共創(chuàng)。大數(shù)據(jù)、人工智能等新技術(shù)為教師課例研究提供了全新的設(shè)計空間，基于大數(shù)據(jù)采集與分析，可將教師上課內(nèi)容進(jìn)行編碼、轉(zhuǎn)錄，為課后討論與課程再設(shè)計提供研究素材，而課例研究為教師提供了共同知識建構(gòu)、觀點(diǎn)共識、人工制品共創(chuàng)的教學(xué)研究方法[27]，能夠?qū)⒓夹g(shù)整合性知識在設(shè)計思維方法實(shí)踐中進(jìn)一步深化與重構(gòu)，從而促進(jìn)教師設(shè)計思維轉(zhuǎn)化優(yōu)化智慧課堂的設(shè)計內(nèi)容與策略的創(chuàng)新行動。其三，以區(qū)域聯(lián)動為抓手，促進(jìn)教師群體協(xié)同設(shè)計思維的有效培育。地區(qū)可建立教師協(xié)會或教師團(tuán)體，為教研團(tuán)隊建設(shè)、課例研究的實(shí)踐開展提供資源支持、平臺支撐以及行政保障，創(chuàng)建一種有益的教學(xué)研究與設(shè)計氛圍，促進(jìn)優(yōu)質(zhì)智慧教育資源的有效共享。

（三）開發(fā)智能識別等思維工具，關(guān)注教師整合性設(shè)計思維建構(gòu)與發(fā)展

設(shè)計思維是教師智慧認(rèn)知的關(guān)鍵，但由于其內(nèi)隱的性質(zhì)，是無法直接觀察和描述的，且通常很難被發(fā)現(xiàn)，人工智能等技術(shù)的應(yīng)用促使識別教師設(shè)計思維生成過程成為可能。為滿足教學(xué)和學(xué)習(xí)目標(biāo)的廣泛需求，應(yīng)嘗試?yán)弥悄芨兄?、?shù)據(jù)挖掘等全新技術(shù)工具，促進(jìn)知識動態(tài)建構(gòu)與認(rèn)知體系轉(zhuǎn)化過程的顯性化，關(guān)注教師整合性設(shè)計思維建構(gòu)與發(fā)展，推動邏輯思維、抽象思維等多種思維方式的有效整合。一方面，構(gòu)建基于生物感知的智慧課堂監(jiān)測體系，利用智能語音識別、圖像識別、情感計算等智能技術(shù)挖掘教師教學(xué)活動與發(fā)散思維之間的相關(guān)性，確定教師設(shè)計思維與他們身體和面部的行為特征之間的邏輯關(guān)系，為智慧課堂教學(xué)資源的精準(zhǔn)改進(jìn)提供重要參照，這也是教師基于教情與學(xué)情進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)整的基本渠道，引導(dǎo)教師利用設(shè)計思維工具對課堂監(jiān)測將課程計劃、課程目標(biāo)和學(xué)習(xí)活動的重組與再設(shè)計。另一方面，注重數(shù)據(jù)挖掘等技術(shù)的精確應(yīng)用。對于教師而言，其可基于數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，從給定數(shù)據(jù)推斷概率模型的參數(shù)，設(shè)計學(xué)生感興趣的教學(xué)環(huán)節(jié)，開發(fā)和調(diào)整學(xué)生的認(rèn)知模型，根據(jù)學(xué)生的個人特征、個人學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)等創(chuàng)建學(xué)生小組，分層安排學(xué)生的課堂作業(yè)，以學(xué)生個人的技能和陳述性知識為教師構(gòu)建智慧課堂資源體系，也可基于學(xué)生的活動或任務(wù)、訪問鏈接、需要完成的課程作業(yè)等數(shù)據(jù)信息進(jìn)行智能文本分類，實(shí)時監(jiān)控學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度與不良行為（如動機(jī)低下、玩游戲、誤用、作弊、輟學(xué)等），從而實(shí)現(xiàn)課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)的合理重構(gòu)。

（四）開展循證化智慧教學(xué)過程監(jiān)測，助推創(chuàng)設(shè)教師設(shè)計思維建模與應(yīng)用

教學(xué)評價是促進(jìn)設(shè)計思維建模與應(yīng)用的關(guān)鍵手段，也是深化智慧課堂變革的重要舉措。然而，目前的教學(xué)評價仍較為側(cè)重教師個人的經(jīng)驗(yàn)判斷，缺乏有效的證據(jù)支持。有必要開展循證化智慧教學(xué)過程監(jiān)測，為教師運(yùn)用設(shè)計思維過程提供教學(xué)反饋與數(shù)據(jù)支持，通過一系列可操作性事件中將設(shè)計思維轉(zhuǎn)化為創(chuàng)新行動，助推設(shè)計思維在教學(xué)過程中的認(rèn)知建模及應(yīng)用。一方面，創(chuàng)設(shè)基于證據(jù)的智慧課堂問題診斷與反饋系統(tǒng)，可通過對設(shè)計認(rèn)知建模的多源異構(gòu)數(shù)據(jù)評價，關(guān)注教師設(shè)計思維應(yīng)用與教學(xué)效果之間的密切相關(guān)性。在智慧課堂場域下，可通過收集、整合與評價設(shè)計思維認(rèn)知建模過程中的多源異構(gòu)數(shù)據(jù)，挖掘不同教學(xué)場景下教師的外在表現(xiàn)行為和內(nèi)在認(rèn)知心理活動的信息，發(fā)現(xiàn)影響教師設(shè)計思維應(yīng)用過程的相關(guān)因素[28]。另一方面，在智慧課堂場域下，可依托于人工智能、大數(shù)據(jù)技術(shù)對教師與學(xué)生直覺、感官、想象力、情感、態(tài)度等內(nèi)隱行為的數(shù)據(jù)的追蹤與收集，建立教育數(shù)據(jù)倉庫系統(tǒng)和反饋分析機(jī)制，使教師設(shè)計思維的具身行為能夠有跡可循且有據(jù)可行，教師也可以根據(jù)基于教師技術(shù)認(rèn)知的建模狀態(tài)與大數(shù)據(jù)分析結(jié)果有計劃、有目的地干預(yù)與增強(qiáng)學(xué)生情感體驗(yàn)。

六、結(jié)? ?語

設(shè)計思維雖初源于工程、設(shè)計、經(jīng)濟(jì)等領(lǐng)域，但作為一種創(chuàng)新認(rèn)知方式，其對推動教育教學(xué)創(chuàng)新的價值要義也已得到證實(shí)。在智慧課堂場域下，設(shè)計思維作為教師的智慧創(chuàng)新認(rèn)知力，能夠促進(jìn)教師內(nèi)隱性智慧具身化，融合智慧課堂內(nèi)外要素，是實(shí)現(xiàn)智慧課堂“人—行為—物—場”聯(lián)動的創(chuàng)新思維工具，其存在與發(fā)展對于學(xué)生創(chuàng)新思維的發(fā)展極具現(xiàn)實(shí)意義。本研究通過國內(nèi)外對智慧課堂和教師設(shè)計思維內(nèi)涵、特征分析綜述的基礎(chǔ)上，總結(jié)了智慧課堂場域下教師設(shè)計思維培養(yǎng)的動因、價值功能。整體而言，可以從思維認(rèn)知、思維方法、思維工具、思維應(yīng)用四個方面解讀智慧課堂場域下教師設(shè)計思維的結(jié)構(gòu)要素，提出了智慧課堂場域下教師設(shè)計思維培養(yǎng)的路徑。在未來教育教學(xué)過程中，教師只有明確自身的身份，同時能夠認(rèn)可設(shè)計思維是其特有的智慧認(rèn)知力和創(chuàng)新行動要素，才有可能成為教育變革的有力推動者，教師應(yīng)運(yùn)用設(shè)計思維發(fā)現(xiàn)智慧課堂為教學(xué)變革帶來的更多可能性，豐富學(xué)生的多元化體驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的高階思維，以促進(jìn)學(xué)生的智慧行動。

[參考文獻(xiàn)]

[1] 鐘紹春，鐘卓，張琢.如何構(gòu)建智慧課堂[J].電化教育研究，2020，41（10）：15-21，28.

[2] 郭炯，郝建江.智能時代的教師角色定位及素養(yǎng)框架[J].中國電化教育，2021（6）：121-127.

[3] PANKE S. Design thinking in education： perspectives， opportunities and challenges[J]. Open education studies， 2019， 1（1）： 281-306.

[4] 王興宇.活動理論視角下的智慧課堂教學(xué)模式研究[J].中國電化教育，2020（4）：118-124.

[5] 彭紅超，祝智庭.面向智慧課堂的靈活深度學(xué)習(xí)設(shè)計框架研制[J].現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育研究，2021，33（1）：38-48.

[6] 劉邦奇.智慧課堂的發(fā)展、平臺架構(gòu)與應(yīng)用設(shè)計——從智慧課堂1.0到智慧課堂3.0[J].現(xiàn)代教育技術(shù)，2019，29（3）：18-24.

[7] 劉清堂，馮小妹，翟慧清，勞傳媛.學(xué)習(xí)分析支持下的課堂互動工具設(shè)計與實(shí)現(xiàn)[J].現(xiàn)代教育技術(shù)，2018，28（12）：94-100.

[8] 懷特海.教育的目的[M].徐汝舟，譯.北京：生活·讀書·新知三聯(lián)書店，2002.

[9] 鄧素文.從旁觀者認(rèn)識論到經(jīng)驗(yàn)認(rèn)識論：教師教育課程的認(rèn)識論轉(zhuǎn)向[J]. 教師教育研究，2016，28（1）：21-25.

[10] 楊鑫，解月光.智能時代課堂變革圖景：智慧課堂及其構(gòu)建策略[J].電化教育研究，2021，42（4）：12-17，52.

[11] 王星，劉革平，農(nóng)李巧，高楠，鄭淇予，郭宇涵.智慧課堂賦能學(xué)生智慧的培育機(jī)制：內(nèi)在機(jī)理，結(jié)構(gòu)要素與聯(lián)通路徑[J].電化教育研究，2021，42（8）：26-34.

[12] HENRIKSEN D， GRETTER S， RICHARDSON C. Design thinking and the practicing teacher： addressing problems of practice in teacher education[J]. Teaching education， 2018， 31（1）：1-21.

[13] 張沿沿，馮友梅，顧建軍，李藝. 從知識結(jié)構(gòu)與思維結(jié)構(gòu)看思維評價——基于皮亞杰發(fā)生認(rèn)識論知識觀的演繹[J]. 電化教育研究， 2020，41（6）：33-38.

[14] BUCHANAN R. Wicked problems in design thinking[J]. Design issues， 1992， 8（2）： 5-21.

[15] 張蓉菲，田良臣，馬志強(qiáng).智能時代教師設(shè)計思維培養(yǎng)：邏輯向度與困境紓解[J].中國遠(yuǎn)程教育，2022（4）：55-64，77.

[16] 皮亞杰.發(fā)生認(rèn)識論[M].范祖珠，譯，北京：商務(wù)印書館，1990.

[17] 趙雪梅，鐘紹春. 具身認(rèn)知視域下促進(jìn)高階思維發(fā)展的多模態(tài)交互機(jī)制研究[J].電化教育研究，2021，42（8）：65-71，87.

[18] 蔡樂才，張學(xué)敏. 智能教育的挑戰(zhàn)與教師的應(yīng)對策略[J].課程·教材·教法，2020，40（12）：131-136.

[19] OXMAN R. Educating the designerly thinker[J]. Design studies， 1999， 20（2）： 105-122.

[20] 皮亞杰.發(fā)生認(rèn)識論原理[M].王憲鈿，譯.北京：商務(wù)印書館，1981.

[21] 約翰·B.彼格斯，凱文·F.科利斯.學(xué)習(xí)質(zhì)量評價 solo 分類理論可觀察的學(xué)習(xí)成果結(jié)構(gòu)[M].高凌飚，張洪巖，譯.北京：人民教育出 版社，2010.

[22] 李祎，王偉，鐘紹春，付玉卿，馮凡.智慧課堂中的智慧生成策略研究[J].電化教育研究，2017，38（1）：108-114.

[23] 林琳，沈書生，董玉琦.設(shè)計思維的發(fā)展過程，作用機(jī)制與教育價值[J].電化教育研究，2021，42（12）：13-20.

[24] 王一巖，鄭永和.面向智慧課堂的教育情境感知：價值定位、特征模型與實(shí)踐框架[J].電化教育研究，2021，42（11）：84-91.

[25] 習(xí)海旭，廖宏建，黃純國.智慧學(xué)習(xí)環(huán)境的架構(gòu)設(shè)計與實(shí)施策略[J].電化教育研究，2017，38（4）：72-76.

[26] CHON H， SIM J. From design thinking to design knowing： an educational perspective[J]. Art， design & communication in higher education， 2019， 18（2）： 187-200.

[27] 尹睿，郭華平，何斯婧，何靖瑜.個人學(xué)習(xí)空間支持教師設(shè)計思維發(fā)展策略探索[J].中國電化教育，2018（6）：31-37，51.

[28] GERO J， YU R， WELLS J. The effect of design education on creative design cognition of high school students[J]. International journal of design creativity and innovation， 2019， 7（4）： 196-212.

Teacher Design Thinking in Smart Classroom：

Structural Elements and Cultivation Paths

ZHANG Rongfei，? TIAN Liangchen

（Department of? Education， Jiangnan University， Wuxi Jiangsu 214122）

[Abstract] As an innovative way of cognition for intelligent teachers， teacher design thinking? is closely and logically related to the smart classroom field. This paper points out the necessity of cultivating teacher design thinking in the smart classroom field， analyzes the structural elements of teacher design thinking in the smart classroom field， and proposes the paths for cultivating teacher design thinking in the smart classroom field. First， it is necessary to focus on the construction and transformation of subject cognitive systems and reshape teachers' role as designers in the smart classroom. Second， it is necessary to promote collaborative design thinking dialogues among teachers by using the construction of teaching and research circles and lesson studies as basic methods. Third， it is necessary to develop intelligent recognition and other thinking tools to focus on the construction and development of teachers' integrated design thinking. Fourth， it is necessary to carry out evidence-based monitoring of smart teaching process to help create teacher design thinking modeling and application.

[Keywords] Smart Classroom; Teacher Design Thinking; Structural Elements; Collaborative Design; Thinking Modeling

[作者簡介] 張蓉菲（1995—），女，山東日照人。博士研究生，主要從事設(shè)計教育研究。E-mail：zhangrongfei822@163.com。

基金項目：2021年教育部新文科研究與改革實(shí)踐項目“新文科視域下綜合性大學(xué)教師教育改革與實(shí)踐”（項目編號：20210850）